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机油泵是发动机润滑系统的主要部件,作用是将机油提高到一定压力后,强制地压送到发动机各零件的运动表面上。随着机械制造业的快速发展,汽车发动机厂商的需求逐渐提高,应用在其中的外啮合齿轮机油泵的性能要求也随之升高。一方面它要求外啮合齿轮机油泵的工作效率高,另一方面还要求外啮合齿轮机油泵的流量脉动和振动噪声较小。那么对机油泵输出流量、压力波动、流量脉动和模态进行仿真分析和实验研究就具有重要意义。本文对外啮合齿轮机油泵主要做了以下研究: 首先,全面介绍了机油泵的种类、优缺点和应用领域,并有侧重点的对机油泵压力波动、空化和振动噪声等的研究现状做了分析。 接着详细分析了外啮合齿轮机油泵的工作原理及性能。建立外啮合齿轮机油泵的瞬时流量数学计算模型,研究了机油泵内流场的流量脉动与结构参数的关系。 紧接着运用Pumplinx流体分析软件建立了外啮合齿轮机油泵的CFD模型,通过仿真分析得到机油泵的输出流量,并与理论值进行了比较,结果表明计算所得结果与理论值基本一致。然后,分析了外啮合齿轮机油泵的压力波动特性,发现主从动齿轮啮合的困油区压力波动最大,通过结构改进设计了“凸”形卸荷槽,与改进前相比困油区压力波动减小了22.2%。最后对外啮合齿轮机油泵的空化和气蚀特性进行了分析,研究发现气蚀主要发生在与机油泵出口相连的油槽区域。 随后,对连接泵体与泵盖的螺钉进行了强度分析,考虑了螺钉预紧力和油液压力的影响。然后对外啮合齿轮机油泵和主要零件进行了模态分析,得到了约束状态下的固有频率和振型,为外啮合齿轮机油泵响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的优化改进设计提供了理论依据。 最后,得到流量和压力随时间变化的规律,将仿真分析得到的流量特性曲线与性能试验结果进行对比,验证了模型的准确性。同时,对外啮合齿轮机油泵进行了噪声机理研究,发现开卸荷槽后能有效降低机油泵的噪声,对外啮合齿轮机油泵的结构提出针对性的建议和改进策略。